價廉物美的耐候鋼

　　耐候鋼
，即耐大氣腐蝕鋼。它是介於普通鋼和不鏽鋼之間的一種低合金鋼。 耐候鋼靠自身產生的致密鏽層防止基體被外界環境進一步侵蝕
，從而達到自然的保護。

　　探尋耐候鋼耐大氣腐蝕的原理，是由於鋼中加入磷
、銅、鉻
、鎳(nie)等(deng)微(wei)量(liang)元(yuan)素(su)後(hou)，使(shi)鋼(gang)材(cai)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)致(zhi)密(mi)和(he)附(fu)著(zhe)性(xing)很(hen)強(qiang)的(de)保(bao)護(hu)膜(mo)，阻(zu)礙(ai)鏽(xiu)蝕(shi)往(wang)裏(li)擴(kuo)散(san)和(he)發(fa)展(zhan)，保(bao)護(hu)鏽(xiu)層(ceng)下(xia)麵(mian)的(de)基(ji)體(ti)，以(yi)減(jian)緩(huan)其(qi)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)。在(zai)鏽(xiu)層(ceng)和(he)基(ji)體(ti)之(zhi)間(jian)形(xing)成(cheng)的(de)約(yue)50μm～100μmhoudefeijingtaijianjingshixingyanghuawucengzhimiqieyujitijinshunianfuxinghao，youyuzhecengzhimiyanghuawumodecunzai，zuzhiledaqizhongyangheshuixianggangtiejitishenru，jianhuanlexiushixianggangtiecailiaozongshenfazhan，dadatigaolegangtiecailiaodenaidaqifushinengli。youyunaihougangshiyizhongkeyijianboshiyong、裸露使用或簡化塗裝，從而使製品抗蝕延壽
、省工降耗

、升級換代的鋼係，因此 ，其也是一個可融入現代冶金新機製、新技術、新工藝而使其持續發展和創新的鋼係。

　　與普碳鋼相比，耐候鋼在大氣中具有更優良的抗蝕性能。與不鏽鋼相比，耐候鋼隻有微量的合金元素
，諸如磷、銅、鉻、鎳、鉬、铌
、釩、鈦等，合金元素總量僅占百分之幾，而不像不鏽鋼那樣
，達到百分之十幾，因此價格較為低廉。

　　建橋優勢 難以替代

　　從2012nianzhijinshi，woguotuijinqiaoliangganglvsehuafazhandexinjieduan。zaizheyijieduan，zuijudaibiaoxingdegangzhongshinaihouqiaolianggang。keyishuo，naihouqiaolianggangdefazhanyuyingyong，kaiqilezhongguoqiaolianggangfazhandexinpianzhang。

　　為什麼會如此高度評價？皆因在橋梁建造領域
，解決金屬材料腐蝕問題迫在眉睫
；據工業發達國家統計，每年由於鋼結構腐蝕造成的經濟損失

，占GDP的2%~4%，全世界每年鋼結構腐蝕造成的經濟損失高達數萬億美元。在所有腐蝕造成的損失中，大氣腐蝕造成的損失約占50%。耐候鋼的出現，很大程度上解決了鋼材的腐蝕問題。研究表明
，從快速建造、全壽命周期成本和環境保護諸多因素考慮，將耐候鋼用於橋梁建設可以得到很大的收益。

　　耐候鋼因其獨特的優點
，因而在橋梁應用中具有以下優勢：

　　一是內部性能優勢：xuduoqiaoliangdeshejijintieshuimian，youdeqiaoliangshenzhikuahaidaqiao，buguanshihaishuihaishiheshui
，douhuoduohuoshaohuifashengzhangchaoxianxiang，yanmeizaiqiaomianshang，zheduiqiaoliangdecailiaoyaoqiuhengao，shiyongputonggangcaihenkuaijiuhuishengxiu，ranernaihougangbanzaiqiaolianggongchengzhongdeyingyong
，zekeyiyouxiaojianshaozhezhongfushixianxiang。

　　二是美觀：naihougangbanshiyongyiduanshijianhou，qixiucenghuifashengzirandunhua。zhezhongtiexiufushideyansehuisuizheshijiandetuiyierbianhua，zuizhongchengxianshenkafeise。zaihenduojianzhuwudeshejizhongjiaruzhezhongyanseyuansu，keyidadaohouzhongdexiaoguo。qiaolianggongchengshiyongnaihougangban
，wuxingzhonggeiqiaozengjialehouzhongdezhigan
，qieyuhuanjinghexieronghe。  

　　三是長壽：耐候性鋼可以延長橋梁的壽命，保護基層材料不受腐蝕
，這也是獲得越來越多人認可的重要原因。

　　耐候鋼因其不朽之美，在美國、日本較早就被用於橋梁結構。並為橋梁建設帶來減輕自重、節約維護成本、提高建造效率等優勢，而且在這一過程中
，耐候橋梁鋼的性能得以不斷提高，發展為高性能橋梁鋼（High Performance Steels）。

　　耐候橋梁用鋼因其具有初期成本低
、全壽命成本低、建造速度快
、對環境影響小、不產生影響工人健康與安全問題等優點，在國外得到了較為廣泛的發展。到2020年，日本7%和美國45%的橋梁已經采用了耐蝕鋼，實現了不塗裝使用。從發展趨勢來看
，國外己將耐候鋼逐漸當作一種普通鋼種來廣泛使用。除美國、日本外
，加拿大、德國、英國及韓國等一些國家也先後開始研發並在橋梁工程中大量使用耐候鋼。

　　從市場需求來看
，目前國外采用耐候鋼建造鋼橋越來越多。據不完全統計
，1993年美國的裸露耐候鋼橋梁就已經達到23000座以上。日本從1968年開始塗裝使用耐候鋼橋梁，1976年開始裸露使用，到現在以橋梁為基數，2/3裸露使用
，1/5鏽層穩定化處理，塗漆使用僅僅1/10。從鋼材用量來比較，美國與日本的耐候鋼橋分別占全部鋼橋的45%

、15%。

　　新裏程碑 驚豔世界

　　經國內冶金科技工作者不懈的努力，催生了一批具有重要示範意義的代表工程，把國內耐候鋼橋的發展由塗裝、半塗裝推向免塗裝的全新發展階段，取得重要應用突破。

　　在這一發展過程中，新聳立起了三座嶄新的國內高性能耐候鋼橋建設裏程碑：第一座是鐵路橋——川藏鐵路拉薩至林芝段（簡稱拉林鐵路）的藏木雅魯藏布江大橋；第二座是公路橋——北京官廳水庫特大橋；第三座是國家“一帶一路”示範工程--中俄跨境黑河—布拉格維申斯克黑龍江（阿穆爾河）公路大橋（以下簡稱黑河大橋）。

　　藏木雅魯藏布江大橋，全長525.1米。它屹立於桑加大峽穀藏木水電站上遊庫區，橫跨水深達66m的雅魯藏布江

，全長525.1m

，兩岸對接隧道。這座大橋創造了多項橋梁領域新紀錄，代表著中國乃至世界同類型橋梁建設的最高水平。大橋主拱跨徑430m
，是世界上跨度最大的鐵路鋼管拱橋。主拱管徑1.8m

，在同類型橋梁中排名世界第一。

　　為應對高寒
、大溫差、強紫外線等高原環境
，建設者提出了鐵路高性能免塗裝耐候鋼成套技術
，首次在國內鐵路橋主體結構中采用免塗裝耐候鋼
，使該橋100年nian內nei無wu需xu進jin行xing油you漆qi防fang腐fu塗tu裝zhuang，不bu僅jin減jian少shao了le高gao原yuan缺que氧yang環huan境jing下xia鋼gang結jie構gou養yang護hu維wei修xiu工gong作zuo量liang，避bi免mian了le油you漆qi塗tu裝zhuang導dao致zhi的de環huan境jing汙wu染ran問wen題ti，而er且qie節jie約yue維wei護hu成cheng本ben，延yan長chang橋qiao梁liang使shi用yong壽shou命ming。

　　首座免塗裝耐候特大公路橋-官廳水庫橋，處於北京一級水源保護區
，為減少對水庫的汙染
，免除後期重新塗裝工作，采用了含Nb免塗裝耐候橋梁鋼Q345qENH，共計8700餘噸。

　　官廳水庫特大橋施工過程中采用以下新技術：

　　shouxian，shichaonaihougangqiaofangfutuzhuangjishu。zhuqiaogangjiegoucaiyongchaonaihoufangfutuzhuangjishu
，tigaozhuqiaoganghengjianaihouxingneng，zuidachengdudiyanchangtuzhuangtixishouming，jianshaoqiaoliangquanshoumingqineizhongxintuzhuangcishu，jiangdigangqiaotuzhuangzuoyechanshengdegezhongwuran。

　　黑河大橋采用了鞍鋼生產的4536噸Q420qFNH高韌高耐候橋梁鋼，填補了F級耐候橋梁鋼的應用的空白，把我國耐候橋梁的開發與應用推向了一個發展新高地。黑河大橋采用的Q420qFNH具有高強高韌高耐候特點，由中信金屬公司彙同鞍鋼並聯合黑龍江省公路勘察設計院、中鐵山橋等單位共同成立產業鏈項目組曆時兩年研製成功。

　　市場潛力巨大 國家已有規劃

　　按美國耐候橋梁鋼用量推測
，如果中國橋梁用耐候鋼達到美國水平，則具有年用量108-120萬噸市場潛力。可見
，耐候橋梁鋼在我國具有巨大的市場潛力。

　　國內裸露使用的耐候鋼橋發展勢頭強勁，但對耐候橋梁鋼(塗裝

、不塗裝)在設計與施工中所遇到的一些細節問題需要鋼鐵企業、橋梁設計部門、製zhi造zao部bu門men通tong力li協xie作zuo
，進jin行xing周zhou密mi而er係xi統tong的de研yan究jiu。還hai須xu對dui正zheng在zai服fu役yi的de耐nai候hou性xing橋qiao梁liang進jin行xing跟gen蹤zong，了le解jie其qi在zai使shi用yong中zhong，所suo存cun在zai的de問wen題ti。以yi期qi建jian立li相xiang應ying的de企qi業ye或huo行xing業ye與yu國guo家jia標biao準zhun，便bian於yu設she計ji者zhe選xuan取qu

，從cong而er為wei耐nai候hou橋qiao梁liang鋼gang的de應ying用yong奠dian定ding堅jian實shi的de基ji礎chu。

　　我國未來橋梁工程建設中將更多地以鋼結構作為其主體結構形式的趨勢，國家對橋梁工程建設也有鼓勵政策。《國家中長期科學與技術發展規範綱要（2006—2020年）》指出：要重點研究開發“跨海灣通道
、大型橋梁和隧道等高難度交通運輸基礎設施建設和養護關鍵技術及裝備”
；重點研究開發“城市綜合交通、市政基礎設施等綜合功能提升技術”；《產業結構調整指導目錄（2011年本）》亦將“城市基礎設施
、鐵路、公路”列為鼓勵發展行業，並特別鼓勵發展“特大跨徑橋梁修築和養護維修技術應用”；而2016年交通運輸部發文《關於推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》明(ming)確(que)要(yao)求(qiu)要(yao)加(jia)強(qiang)方(fang)案(an)比(bi)選(xuan)，鼓(gu)勵(li)選(xuan)用(yong)鋼(gang)結(jie)構(gou)橋(qiao)梁(liang)。為(wei)提(ti)升(sheng)公(gong)路(lu)橋(qiao)梁(liang)品(pin)質(zhi)和(he)耐(nai)久(jiu)性(xing)，降(jiang)低(di)全(quan)壽(shou)命(ming)周(zhou)期(qi)成(cheng)本(ben)
，要(yao)求(qiu)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)適(shi)合(he)的(de)項(xiang)目(mu)應(ying)推(tui)廣(guang)使(shi)用(yong)耐(nai)候(hou)鋼(gang)，提(ti)高(gao)結(jie)構(gou)抵(di)抗(kang)自(zi)然(ran)環(huan)境(jing)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)
，降(jiang)低(di)養(yang)護(hu)成(cheng)本(ben)。

　　相xiang信xin在zai國guo家jia諸zhu多duo鼓gu勵li政zheng策ce的de驅qu動dong和he引yin導dao下xia，我wo國guo橋qiao梁liang工gong程cheng建jian設she規gui模mo以yi及ji與yu其qi密mi切qie相xiang關guan的de橋qiao梁liang用yong鋼gang將jiang呈cheng持chi續xu發fa展zhan趨qu勢shi
，應ying用yong耐nai候hou橋qiao梁liang鋼gang也ye必bi將jiang是shi重zhong要yao的de發fa展zhan之zhi路lu。

（中信微合金化技術中心 王厚昕博士）